超高速2点分光ディップ追跡方式を用いたハイスループットイメージング表面プラズモン共鳴バイオセンシング

High-throughput imaging surface plasmon resonance biosensing based on ultrafast two-point spectral-dip tracking scheme.

• Youjun Zeng
• Xueliang Wang
• Jie Zhou
• Ruibiao Miyan
• Junle Qu
• Ho-Pui Ho
• Kaiming Zhou
• Bruce Zhi Gao
• Jiajie Chen
• Yonghong Shao

抄録

波長インターロゲーション表面プラズモン共鳴イメージング(λSPRi)は、2次元(2D)センサーアレイサイトの検出に可能性を持っているが、共鳴波長のイメージング速度は、生体分子の結合過程をリアルタイムで検出するアプリケーションに制限を与えている。本論文では、超高速λSPRiバイオセンサーシステムの実証に成功した。主な特徴は、液晶チューナブルフィルタ（LCTF）を駆動して、検出面上のプローブ分子と標的分子の結合によって生じる共鳴波長の動きの高速トラッキングを実現する2点トラッキングアルゴリズムである。共鳴波長の測定時間は0.25秒以内。これまでにλSPRiで報告されている最速の速度です。実験の結果、感度は2.4×10 RIU、ダイナミックは4.6×10 RIUであることがわかりました。さらに、生体分子間の相互作用を高速でハイスループットに検出できることも実証しており、この高速リアルタイム検出法がハイスループットバイオセンシングやラベルフリーバイオセンシングに最適であることを確認しました。

Wavelength interrogation surface plasmon resonance imaging (λSPRi) has potential in detecting 2-dimensional (2D) sensor array sites, but the resonance wavelength imaging rate limits the application of detecting biomolecular binding process in real time. In this paper, we have successfully demonstrated an ultrafast λSPRi biosensor system. The key feature is a two-point tracking algorithm that drives the liquid crystal tunable filter (LCTF) to achieve fast-tracking of the resonance wavelength movement caused by the binding of target molecules with the probe molecules on the sensing surface. The resonance wavelength measurement time is within 0.25s. To date, this is the fastest speed ever reported in λSPRi. Experiment results show that the sensitivity and dynamic are 2.4 × 10 RIU and 4.6 × 10 RIU, respectively. In addition, we have also demonstrated that the system has the capability of performing fast high-throughput detection of biomolecular interactions, which confirms that this fast real-time detecting approach is most suitable for high-throughput and label-free biosensing applications.